다음 세기의 해수면 상승 예측 개선

다음 세기의 해수면 상승 예측 개선

다음 세기의 해수면 상승 예측 개선? 기후 변화를 떠올릴 때 가장 극적인 이미지 중 하나는 빙하의 손실입니다. 지구가 따뜻해지면서 이 거대한 얼음 강은 기온 상승의 피해자가 됩니다. 그러나 빙상이 후퇴함에 따라 빙상은 기후 변화의 더 위험한 결과인 해수면 상승에 중요한 기여를 하기도 합니다. 이로인해 MIT의 학제 간 과학자 팀은 빙상의 물리학을 자세히 살펴봄으로써 다음 세기의 해수면 상승 예측을 개선하기로 결심했습니다. 지난 달에는 지구 대기 및 행성 과학부의 세실 및 아이다 녹색 경력 개발 교수인 브렌트 민츄가 이끄는 이 주제에 대한 두 가지 연구 제안이 MIT 기후 그랜드 챌린지 이니셔티브의 최종 후보로 발표되었습니다. 2020년 7월에 출범한 기후 그랜드 챌린지는 기후 문제를 해결하기 위한 전 세계의 노력에 획기적인 진전을 가져올 연구와 혁신을 개발하기 위해 연구소의 협력자들로부터 약 100건의 프로젝트 제안을 받았습니다. 현재 최종 후보자로서 민츄와 그의 협력자들은 도시학 및 계획, 경제학, 토목 및 환경 공학과, 헤이스택 천문대 및 외부 파트너로부터 10만 달러를 받아 연구 계획을 수립했습니다. 최종 후보로 선정된 27개 제안 중 일부는 다음 달에 발표될 예정이며, 추가 자금과 지원을 받는 다년간의 플래그십 프로젝트 포트폴리오로 구성됩니다. 두 민츄 제안의 목표 중 하나는 빙하의 급격한 변화를 지배하는 가장 근본적인 프로세스를 보다 완벽하게 이해하고 이러한 이해를 바탕으로 기후 변화에 대응하고 영향을 미칠 때 빙상 행동을 더 예측하는 차세대 모델을 구축하는 데 사용하는 것입니다. 민츄가 말하길 향후 수십 년 동안 해수면 상승을 테스트할 수 있는 예측을 제공하는 보다 정확하고 계산 효율적인 모델을 개발해야 한다고 밝혔습니다. 또한, 이를 위해 더 자주 관측하고 이러한 데이터를 바탕으로 빙상의 물리학을 배우고 싶다고 소감을 밝혔습니다. 현재 민츄의 빙하 역학 및 원격 감지 그룹은 위성을 사용하여 주로 간섭계 합성 조리개 레이더로 그린란드와 남극의 빙상을 관측하고 있습니다. 그러나 데이터는 종종 긴 시간 간격으로 수집되기 때문에 큰 사건의 전후 스냅샷만 제공합니다. 몇 시간 또는 며칠과 같이 짧은 시간 척도로 더 자주 측정하면 얼음에서 무슨 일이 일어나고 있는지 더 자세히 파악할 수 있습니다. 민츄는 앞으로 빙상이 어떤 모습일지, 그리고 어떻게 진화할지에 대한 예측에서 알려지지 않은 주요 사항 중 상당수는 빙하의 역학 또는 유속과 흐름에 대한 저항이 어떻게 관련되어 있는지에 대한 이해와 관련이 있다고 말했습니다. 이 두 제안의 핵심은 성층권 공중 기후 관측 시스템인 SACOS의 창설입니다. 이 그룹은 한 번에 몇 달 동안 성층권을 비행할 수 있는 태양열 드론을 개발하여 새로운 경량 저전력 레이더 및 기타 고해상도 계측기를 사용하여 더 자주 측정할 수 있는 계획을 세우고 있습니다. 또한 얼음의 고주파 진동을 측정하고 흐름의 움직임을 정확하게 파악할 수 있는 지진계와 GPS 추적기가 장착된 공기 낙하 센서를 얼음 위에 직접 설치할 것을 제안합니다. 다음으로 빙하가 해수면 상승에 기여하는 방법에 대해서 말씀드리겠습니다. 현재 기후 모델은 향후 한 세기 동안 해수면이 상승할 것으로 예측하지만 그 정도로만 보면 아직 명확하지 않습니다. 추정치는 20센티미터에서 2미터에 달하며, 이는 정책을 제정하거나 완화하는 데 있어 큰 차이가 있습니다. 민츄는 대응 조치가 규모의 어느 쪽으로 떨어지느냐에 따라 달라질 것이라고 지적합니다. 20센티미터에 가까우면 해안 장벽을 세워 저준위 지역을 보호할 수 있습니다. 그러나 급증세가 커지면 도시 전체와 수백만 명의 사람들이 이주해야 하기 때문에 이러한 조치는 실행하기에는 너무 비싸고 비효율적입니다. 여기서 반드시 알아야 할 것은 세기 말까지 해수면이 1미터 이상 상승할 수 있는 미래를 모색하고 있다면, 계획을 세우고 시나리오에 대비하기 위해 최선을 다할 수 있도록 조만간 이 사실을 알고 있어야 합니다. 빙하와 빙상이 해수면 상승에 기여하는 두 가지 방법은 얼음이 직접 녹고 얼음이 바다로 빠르게 이동하는 것입니다. 남극에서는 따뜻한 물이 빙상의 가장자리를 녹여서 저항 스트레스를 줄이고 얼음이 바다로 더 빨리 흐르도록 하는 경향이 있습니다. 또한 이러한 얇아짐으로 인해 빙붕이 더 쉽게 부서져 빙산이 갈라지는 현상이 발생할 수 있으며 이는 때때로 얼음 흐름을 더욱 가속화할 수 있습니다. 민츄와 그의 그룹은 SACOS에서 수집한 데이터를 사용하여 얼음의 어떤 물질적 특성이 빙산을 파쇄하고 분열시키는 데 도움이 되는지 더 잘 이해하고 빙상이 기후 힘에 어떻게 반응하는지에 대한 보다 완전한 그림을 구축할 수 있습니다. 현재 민츄의 목표는 2100년까지 해수면이 상승할 것이라는 예측의 불확실성을 줄이고 정량화하는 것이라고 합니다. 실제로 경제학자, 엔지니어, 도시계획 전문가 등이 포함된 이 팀은 예측 모델과 방법을 개발하여 지역사회와 정부가 해수면 상승과 관련된 비용을 추정하고 건전한 인프라 전략을 개발하며 엔지니어링 혁신을 촉진할 수 있도록 지원할 수 있습니다. 다음으로 빙하에 대한 역학을 이해해야 합니다. 더 자주 레이더를 측정하고 고해상도 지진 및 GPS 데이터를 수집하면 민츄와 팀은 현재 잘 이해되지 않는 해수면 상승률을 설정하는 데 중요한 과정인 분만을 포함한 광범위한 범주의 빙하 역학에 대해 더 잘 이해할 수 있을 것입니다. 실제로 민츄가 하는 일 중 일부는 지진학자들이 하는 일과 매우 유사하며, 지진이나 화산 폭발 또는 이런 종류의 지진파를 측정하고 이러한 관측을 통해 이러한 현상을 지배하는 메커니즘을 더 잘 이해시킵니다. 에어드랍 가능한 센서는 얼음판 움직임에 대한 정보를 수집하는 데 도움이 되지만, 이 방법에는 설치 및 유지보수와 같은 단점이 있어 움직이고 녹는 거대한 얼음판에서는 사용하기 어렵습니다. 또한 기기는 각각 한 곳에서만 측정할 수 있습니다. 민츄는 이를 물속의 보버와 동일시합니다. 파도가 보버를 방해할 때 어떻게 움직이는지 알 수 있는 것은 보버가 어떻게 움직이는지 뿐입니다. 그러나 민츄의 팀은 공중에서 지속적인 레이더 측정을 통해 우주와 시간 모두에서 관측값을 수집할 수 있습니다. 물속의 보버를 보는 대신 파도가 전파되는 장면을 효과적으로 영화화할 수 있을 뿐만 아니라 빙산이 갈라지는 것과 같은 과정을 다차원적으로 시각화할 수 있습니다. 비버가 제자리에 있고 영화가 녹화되면 다음 단계는 수집되는 모든 새로운 데이터를 분석하는 데 도움이 되는 머신 러닝 알고리즘을 개발하는 것입니다. 데이터 기반의 이러한 발견은 다른 분야에서도 화제가 된 바 있지만, 빙하 연구에 적용된 것은 이번이 처음입니다. 이어서 민츄가 얘기하길 우리는 엄청난 양의 데이터를 수집하기 위해 이 새로운 방법론을 개발했으며, 이를 통해 근본적이고 중요한 질문에 답할 수 있는 완전히 새로운 시스템 분석 방법을 개발했다고 밝혔습니다. 지금까지 다음 세기의 해수면 상승 예측 개선에 대해 연구하고 있는 민츄의 팀 연구 결과와 앞으로의 계획에 대해서 말씀드렸습니다.